沼氣發(fā)酵裝置的調(diào)試啟動(dòng)與運(yùn)行調(diào)控是沼氣工程的核心。調(diào)試啟動(dòng)，就是人為地創(chuàng)造條件，以滿足厭氧發(fā)酵的基本要求，保證工程正常啟動(dòng)；運(yùn)行調(diào)控，則是優(yōu)化整個(gè)工藝過(guò)程，以起到提質(zhì)增效的目的。本文詳述了一般沼氣厭氧裝置調(diào)試啟動(dòng)與運(yùn)行調(diào)控應(yīng)該注意的事項(xiàng)，僅供大家參考。

　　一、沼氣發(fā)酵裝置調(diào)試啟動(dòng)

　　1、準(zhǔn)備工作

　　沼氣發(fā)酵裝置啟動(dòng)之前應(yīng)做好以下準(zhǔn)備工作

　　(1)沼氣發(fā)酵裝置及有關(guān)設(shè)施的底部沉砂應(yīng)完全清除。在施工過(guò)程中，難免有雜物遺留在裝置內(nèi)，啟動(dòng)前必須對(duì)沼氣發(fā)酵裝置進(jìn)行徹底清理，為保持料液、氣管或其他設(shè)施暢通，也應(yīng)對(duì)其設(shè)施設(shè)備逐項(xiàng)檢查、清理。

　　(2)沼氣發(fā)酵裝置、管道、閥門及有關(guān)設(shè)備應(yīng)試水、試壓合格。如果不進(jìn)行試水、試壓，發(fā)酵裝置投入污泥和原料，產(chǎn)生沼氣以后才發(fā)現(xiàn)漏水漏氣，這時(shí)再進(jìn)行修補(bǔ)就非常危險(xiǎn)，容易發(fā)生爆炸、窒息等重大安全事故，造成人員傷亡。如果產(chǎn)生沼氣后發(fā)現(xiàn)漏水漏氣，必須按照相關(guān)規(guī)程排除料液及殘余氣體，并經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)，符合安全要求后才能進(jìn)行修補(bǔ)。但是，這種情況會(huì)增加工程造價(jià)和造成工程延期完成。因此，啟動(dòng)調(diào)試之前，必須按照要求進(jìn)行試水、試壓。只有試水、試壓合格的沼氣發(fā)酵裝置、管道、閥門及有關(guān)設(shè)備才能投入使用。

　　(3)對(duì)各種水泵、電機(jī)、加熱裝置、攪拌裝置、氣體收集系統(tǒng)以及其他附屬設(shè)備等應(yīng)進(jìn)行單機(jī)調(diào)試和聯(lián)動(dòng)試運(yùn)行。運(yùn)行前的試車是非常重要的工作，否則在投產(chǎn)后再發(fā)現(xiàn)先天缺陷，補(bǔ)救工作難以進(jìn)行。

　　(4)對(duì)與沼氣發(fā)酵裝置運(yùn)行有關(guān)的各種儀表應(yīng)分別進(jìn)行校正。例如，校正測(cè)溫儀、pH計(jì)、液位計(jì)、各種壓力表、沼氣流量計(jì)以及沼氣成分分析儀等，使所有儀表處于正?；虺跏脊ぷ鳡顟B(tài)。

　　(5)應(yīng)使水泵、閥門及相關(guān)設(shè)備處于正常狀態(tài)，水路、氣路暢通。在進(jìn)行沼氣發(fā)酵裝置的任何一項(xiàng)工藝操作前，都應(yīng)有操作人員在現(xiàn)場(chǎng)檢查該項(xiàng)工藝運(yùn)轉(zhuǎn)的基本條件是否具備，用手試動(dòng)閘閥的啟閉情況，不得由印象或想像來(lái)決定。另外還需要檢查進(jìn)料泵吸水管、出水管及輸氣管路閘閥是否開(kāi)啟。否則，將造成進(jìn)料泵的空轉(zhuǎn)、泵體受損，或因沼氣發(fā)酵裝置、管路沼氣壓力超過(guò)設(shè)計(jì)壓力引起危險(xiǎn)。料液在泵殼內(nèi)往往會(huì)產(chǎn)生沼氣，因此，許多水泵在開(kāi)機(jī)前應(yīng)放氣。

　　準(zhǔn)備工作完成后即可對(duì)沼氣發(fā)酵裝置進(jìn)行調(diào)試啟動(dòng)。沼氣發(fā)酵裝置調(diào)試啟動(dòng)是指發(fā)酵裝置接種厭氧活性污泥、投料、污泥訓(xùn)化培養(yǎng)，使發(fā)酵裝置中厭氧活性污泥的數(shù)量和活性逐步增加，直至運(yùn)行效能達(dá)到設(shè)計(jì)要求的全過(guò)程。沼氣發(fā)酵裝置調(diào)試啟動(dòng)一般需要較長(zhǎng)時(shí)間，如果能獲得大量厭氧活性污泥作為接種物，可以縮短啟動(dòng)時(shí)間。

　　2、接種物

　　以畜禽糞便為原料的沼氣發(fā)酵裝置，可利用原料本身進(jìn)行污泥培養(yǎng)，因?yàn)樾笄菁S便含有較多的厭氧微生物。以工業(yè)廢水或其他有機(jī)廢棄物為原料的沼氣發(fā)酵裝置，接種污泥可采用處理同類原料沼氣發(fā)酵裝置中的厭氧污泥、城市污水處理廠的消化污泥、人糞、牛糞、豬糞、酒糟、農(nóng)村沼氣池污泥、初沉污泥、下水道污泥、污水溝污泥以及富含微生物的河泥等。由于城市污泥處理廠的脫水消化污泥數(shù)量大、運(yùn)輸方便，所以，大多數(shù)沼氣工程采用這種污泥接種。上流式厭氧污泥床反應(yīng)器宜采用顆粒污泥接種，可以大大縮短啟動(dòng)時(shí)間。

　　為了避免堵塞輸送污泥的水泵，固態(tài)厭氧接種污泥在進(jìn)入沼氣發(fā)酵裝置前應(yīng)加水溶化，經(jīng)濾網(wǎng)濾去大塊雜質(zhì)后方可用泵抽入沼氣發(fā)酵裝置。

　　沼氣發(fā)酵屬于厭氧生物處理，裝置中啟動(dòng)所需時(shí)間比好氧生物處理長(zhǎng)。厭氧微生物的生長(zhǎng)率比好氧微生物低得多，因此，沼氣發(fā)酵裝置啟動(dòng)時(shí)應(yīng)投加足夠數(shù)量的接種污泥，**一次加足。為了加快投產(chǎn)期，對(duì)厭氧生物膜法的發(fā)酵裝置，接種量Z少為容積的10%，接種量為30%~50%時(shí)，可大大縮短啟動(dòng)時(shí)間。對(duì)厭氧活性污泥法的發(fā)酵裝置，處理能力主要取決于發(fā)酵裝置內(nèi)污泥濃度和活性，一般接種污泥量為裝置容積的30%左右(或接種后混合液污泥濃度為5~10kgVSS/m3)，接種污泥活性越高，啟動(dòng)越快。接種污泥的填充量不應(yīng)超過(guò)消化裝置的60%。

　　3、啟動(dòng)方法

　　沼氣發(fā)酵裝置的啟動(dòng)方法可采用分批培養(yǎng)法，也可采用連續(xù)培養(yǎng)法。

　　分批培養(yǎng)法是將接種污泥與首批進(jìn)料投入沼氣發(fā)酵裝置，停止進(jìn)料幾天，在料液處于靜態(tài)下，使污泥暫時(shí)聚集和生長(zhǎng)，或者附著于填料表面，至大部分原料被分解去除時(shí)，即產(chǎn)氣高峰過(guò)后，料液pH在7.0以上，或產(chǎn)氣中甲烷含量在55%以上時(shí)，再進(jìn)行連續(xù)或半連續(xù)進(jìn)料。連續(xù)培養(yǎng)法是試車后保留一定量清水于沼氣發(fā)酵裝置內(nèi)，投加污泥后，級(jí)開(kāi)始連續(xù)少量進(jìn)料或半連續(xù)少量進(jìn)料運(yùn)行。

　　剛啟動(dòng)時(shí)，污泥濃度低，不耐沖擊負(fù)荷，因此負(fù)荷不能太高。一般控制反應(yīng)器負(fù)荷在0.5~1.5kgCOD/(m3?d)[或污泥負(fù)荷0.5~0.1kgCOD/(kgVSS?d)]。對(duì)于顆粒污泥床反應(yīng)器，低濃度料液有利于反應(yīng)器的啟動(dòng)，COD濃度以4000~5000mg/L為宜，高濃度料液**稀釋后再進(jìn)料。

　　當(dāng)料液中可降解的COD去除率達(dá)到80%時(shí)，方可逐步提高負(fù)荷。如果發(fā)酵裝置內(nèi)還有相當(dāng)一部分揮發(fā)性有機(jī)酸沒(méi)有轉(zhuǎn)化成甲烷，此時(shí)增加負(fù)荷，容易引起揮發(fā)性有機(jī)酸積累，導(dǎo)致沼氣發(fā)酵裝置酸化。增加負(fù)荷可以通過(guò)增大進(jìn)料量或降低稀釋倍數(shù)進(jìn)行，每次負(fù)荷可增加30%左右。

　　對(duì)于上流式厭氧污泥床，為了促進(jìn)污泥顆?；?，上升流速宜控制為0.25~1.0m/h。研究表明：上升流速為0.4~1.0m/h時(shí)，可以將絮狀污泥和分散的細(xì)小污泥由發(fā)酵裝置洗出，促進(jìn)污泥顆?；５?，上升流速太高容易造成污泥流失。

　　可以利用換熱管在沼氣發(fā)酵裝置內(nèi)加溫，或者在調(diào)配池加熱，每日升溫2℃，Z高不超過(guò)4℃。達(dá)到設(shè)計(jì)運(yùn)行溫度的±2℃時(shí)，結(jié)束升溫。

　　沼氣發(fā)酵裝置啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)采取措施將沼氣發(fā)酵裝置、輸氣管路及儲(chǔ)氣柜中的空氣管換出去。沼氣中甲烷是一種易燃易爆氣體。當(dāng)空氣中甲烷含量在5%~15%范圍內(nèi)時(shí)，遇明火或700℃以上的熱源即發(fā)生爆炸。在沼氣發(fā)酵裝置氣相、輸氣管路及儲(chǔ)氣柜中，隨著污泥培養(yǎng)，甲烷從無(wú)到有，從低含量到高含量，中間必然經(jīng)過(guò)5%~15%這一區(qū)域，此時(shí)遇明火或700℃以上的熱源即可能發(fā)生爆炸，造成安全事故。因此，應(yīng)將沼氣發(fā)酵裝置、輸氣管路及儲(chǔ)氣柜中的空氣置換出去。置換方法可采用氮?dú)庵脫Q或?qū)I(yè)人員通過(guò)沼氣置換。

　　啟動(dòng)完成后，安全水封加水至設(shè)計(jì)高度以維持沼氣發(fā)酵裝置設(shè)計(jì)壓力，并保證不漏氣。

　　二、沼氣發(fā)酵裝置運(yùn)行調(diào)控

　　1、進(jìn)料

　　沼氣發(fā)酵裝置進(jìn)料應(yīng)按相對(duì)穩(wěn)定的量和周期進(jìn)行，并不斷總結(jié)，獲得**的進(jìn)料量和進(jìn)料周期。進(jìn)料可以連續(xù)進(jìn)料，也可以間隙進(jìn)料，主要根據(jù)所采用的沼氣發(fā)酵工藝以及進(jìn)料的水質(zhì)、水量確定。應(yīng)避免一次性將全天的料液投入沼氣發(fā)酵裝置中。多管或多口進(jìn)料的反應(yīng)器，應(yīng)盡量保持進(jìn)料均勻，發(fā)現(xiàn)某一進(jìn)料管或進(jìn)料口堵塞時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取措施疏通。

　　2、發(fā)酵溫度調(diào)控

　　沼氣發(fā)酵裝置宜維持相對(duì)穩(wěn)定的消化溫度。運(yùn)行中控制發(fā)酵料液溫度的恒定比控制發(fā)酵料液在**溫度范圍更重要，因?yàn)橹袦卣託獍l(fā)酵微生物在30~35℃，高溫沼氣發(fā)酵微生物在50~60℃的溫度范圍都能適應(yīng)，但對(duì)溫度的變化敏感性極強(qiáng)，適應(yīng)性很差，特別是高溫產(chǎn)甲烷菌，溫度增加1℃，就可能破壞整個(gè)發(fā)酵過(guò)程，所以嚴(yán)格控制沼氣發(fā)酵裝置料液溫度是運(yùn)行管理的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

　　3、攪拌

　　沼氣發(fā)酵裝置的攪拌宜間隙進(jìn)行，在出料前30min，應(yīng)停止攪拌。采用沼氣攪拌的，在產(chǎn)氣量不足時(shí)，應(yīng)輔以機(jī)械攪拌或水力攪拌等其他方式攪拌。攪拌的目的是使料液與污泥迅速混合均勻，增加傳質(zhì)效果，使pH、溫度、濃度等在裝置內(nèi)分布均勻，提高生化反應(yīng)速度。在排出上清液前宜停止攪拌一段時(shí)間，使污泥分離。連續(xù)攪拌的沼氣發(fā)酵裝置內(nèi)，污泥不能得到有效沉淀，排出的上清液不可避免帶走污泥，所以，攪拌宜間隙進(jìn)行。攪拌次數(shù)和時(shí)間根據(jù)裝置容積大小及攪拌裝置功率而定。沼氣發(fā)酵裝置的攪拌不得與排泥同時(shí)進(jìn)行。沼氣發(fā)酵裝置攪拌時(shí)，若排泥閘閥開(kāi)啟，污泥將大量從管道流失，沼氣不能及時(shí)補(bǔ)充，使池內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，易吸入空氣，破壞甲烷菌的生長(zhǎng)環(huán)境，不利于消化。同時(shí)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的池體也會(huì)由于負(fù)壓而造成頂部變形。另外，攪拌時(shí)排泥，排出的是泥水混合液，污泥濃度低，排泥效果差。

　　4、排料

　　沼氣發(fā)酵裝置溢流排料管必須保持暢通，并應(yīng)保持溢流管水封和灌頂保護(hù)水封的液位高度。進(jìn)料時(shí)，沼氣發(fā)酵裝置液面上升，料液可以從溢流管排出，以免裝置內(nèi)氣體受壓而破壞裝置結(jié)構(gòu)。當(dāng)氣體壓力超過(guò)規(guī)定值時(shí)，也可以沖開(kāi)溢流管水封而逸出，因此，應(yīng)保持溢流管暢通。當(dāng)水封的水位低于設(shè)計(jì)高度時(shí)，池內(nèi)沼氣大量泄漏，將造成事故，所以還應(yīng)保持溢流管水封液位高度。同時(shí)，為防止冬季水封結(jié)冰，應(yīng)采取必要的防凍措施。

　　5、排泥

　　沼氣發(fā)酵裝置內(nèi)的污泥層應(yīng)維持在溢流出水口下0.5~1.5m處，污泥過(guò)多時(shí)，應(yīng)進(jìn)行排泥，過(guò)少時(shí)，可以從沉淀池進(jìn)行回流。如果沼氣發(fā)酵裝置污泥過(guò)少，在進(jìn)料量不變的情況下，污泥負(fù)荷增加，會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵效果變差。當(dāng)污泥過(guò)多時(shí)，不僅無(wú)助于提高沼氣發(fā)酵效率，相反會(huì)因?yàn)槲勰喑练e使有效容積縮小而降低效率；或者因易于堵塞而影響正常運(yùn)行；或者因短路使污泥與原料混合情況變差，出水中夾帶大量污泥。因此，適時(shí)、適量地排泥，既可保證水力運(yùn)行的暢通，又可使污泥由沉降空間。

　　排泥是排出低活性的污泥而保留高活性污泥。一般在污泥床的下層形成濃污泥，而上層是稀的絮狀污泥。剩余活性污泥應(yīng)該從污泥床的上部排出。由于無(wú)活性的沉渣和少量泥砂沉淀于沼氣發(fā)酵裝置底部，長(zhǎng)期堆積占據(jù)厭氧消化裝置空間，所以也應(yīng)該從底部排泥。污泥排放可采取定時(shí)排泥，一般每周排泥一兩次。

　　啟動(dòng)階段，沼氣發(fā)酵裝置內(nèi)污泥量不足時(shí)，排出的污泥經(jīng)沉砂后可回流至消化裝置內(nèi)。

　　6、調(diào)控指標(biāo)

　　通過(guò)監(jiān)測(cè)進(jìn)出料COD、產(chǎn)氣量、pH、脂肪酸等幾項(xiàng)工藝運(yùn)行參數(shù)，可推測(cè)發(fā)酵裝置內(nèi)微生物生長(zhǎng)代謝情況，從而可將運(yùn)行工況調(diào)整到**狀態(tài)。因此，宜對(duì)溫度、產(chǎn)氣量、COD、pH、揮發(fā)酸、總堿度和沼氣成分等指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，掌握沼氣發(fā)酵裝置運(yùn)行工況，并根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整或采取相應(yīng)措施。

　　如果出水COD濃度明顯上升，COD去除率明顯下降，懸浮固體沉降性能下降，說(shuō)明沼氣發(fā)酵狀況惡化。

　　如果沼氣產(chǎn)量降低，可能是溫度或負(fù)荷的突然變化使產(chǎn)甲烷菌受到Y(jié)Z，影響它的代謝作用以及對(duì)有機(jī)物的降解過(guò)程，使產(chǎn)氣量降低。

　　發(fā)酵料液pH應(yīng)在6.5~7.8。負(fù)荷過(guò)高，裝置內(nèi)產(chǎn)生大量的揮發(fā)酸，導(dǎo)致pH低于正常值，從而YZ產(chǎn)甲烷菌的活性，使沼氣發(fā)酵不完全。揮發(fā)酸與總堿度的比值低于0.5，保持在0.2左右時(shí)，說(shuō)明所提供的緩沖作用足夠，發(fā)酵過(guò)程在穩(wěn)定地進(jìn)行。正常情況下?lián)]發(fā)酸(以乙酸計(jì))的含量應(yīng)保持在1000mg/L以下，總堿度(以重碳酸鹽計(jì))應(yīng)大于2000mg/L。

　　沼氣甲烷含量一般在50%~80%。測(cè)定二氧化碳和甲烷含量是掌握消化過(guò)程反常現(xiàn)象的Z快方法，特別是反應(yīng)出反應(yīng)器內(nèi)是否存在有毒物質(zhì)、YZ物質(zhì)、重金屬和某些陽(yáng)離子，例如硫化物、氨氮等。當(dāng)甲烷含量明顯下降，揮發(fā)酸超過(guò)正常值，即預(yù)示24h后將發(fā)生故障，應(yīng)立即降低有機(jī)負(fù)荷。

　　7、酸化及其控制

　　如果發(fā)酵液中易降解有機(jī)濃度過(guò)高，產(chǎn)酸菌會(huì)大量繁殖，快速產(chǎn)酸。而產(chǎn)甲烷菌由于繁殖緩慢，來(lái)不及消耗產(chǎn)生的酸，結(jié)果造成有機(jī)酸的積累，使發(fā)酵液酸化。酸化主要表現(xiàn)在以下三點(diǎn)：

　　(1)發(fā)酵液揮發(fā)酸濃度升高，pH下降。在正常的沼氣發(fā)酵過(guò)程中，乙酸在揮發(fā)性脂肪酸中占95%左右，丁酸和戊酸很少，如果丁酸、戊酸含量上升，預(yù)示發(fā)酵裝置超負(fù)荷運(yùn)行。

　　(2)沼氣產(chǎn)量明顯減少，沼氣中二氧化碳含量升高，甲烷含量下降。

　　(3)出水COD濃度升高，污泥沉降性能下降。

　　一旦出現(xiàn)酸化，應(yīng)停止進(jìn)料，加強(qiáng)攪拌，待pH恢復(fù)正常水平后(6.8以上)，再以較低負(fù)荷開(kāi)始進(jìn)料。如果發(fā)現(xiàn)pH已降至5.5以下，單靠停止進(jìn)料難以奏效時(shí)，需要排出部分發(fā)酵液，再加入污泥，起到稀釋、補(bǔ)充緩沖性物質(zhì)及活性厭氧污泥的作用；或者是加堿，提高發(fā)酵液pH，進(jìn)而提高產(chǎn)甲烷菌活性。

　　產(chǎn)品推薦：一體化沼氣分析系統(tǒng)Gasboard-9060

　　一體化沼氣分析系統(tǒng)Gasboard-9060采用國(guó)際領(lǐng)xian的非分光紅外氣體分析技術(shù)及長(zhǎng)壽命電化學(xué)傳感技術(shù)，可實(shí)時(shí)在線連續(xù)監(jiān)測(cè)沼氣成分中CH4、CO2、H2S、O2等氣體的體積濃度。系統(tǒng)可選配處理單元，實(shí)現(xiàn)多路取樣、除水功能，適應(yīng)各種不同沼氣工況現(xiàn)場(chǎng)。

　　產(chǎn)品特性：

　　1）測(cè)量準(zhǔn)確度高：同時(shí)在線測(cè)量沼氣成分中多種氣體體積濃度，多組分測(cè)量氣體間無(wú)交叉干擾。特有H2S傳感器保護(hù)裝置，延長(zhǎng)傳感器使用壽命。

　　2）工作性能穩(wěn)定：傳感器采用雙通道設(shè)計(jì)，穩(wěn)定性強(qiáng)；具備自診斷功能，可在線檢查傳感器狀態(tài)。

　　3）自動(dòng)化程度高：配置全自動(dòng)、免維護(hù)的預(yù)處理裝置，無(wú)需人工值守即可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定、準(zhǔn)確、連續(xù)自動(dòng)在線運(yùn)行，大幅減輕企業(yè)人工成本。

　　4）數(shù)據(jù)管理簡(jiǎn)捷：可通過(guò)多種接口傳輸?shù)缴霞?jí)集中控制系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、工藝調(diào)控提供實(shí)時(shí)依據(jù)。

　　5）適應(yīng)不同沼氣工況現(xiàn)場(chǎng)：可選配預(yù)處理單元，實(shí)現(xiàn)多路取樣、除水功能。

　　6）易于維護(hù)：氣體分析單元整體采用模塊化傳感器設(shè)計(jì)，系統(tǒng)維護(hù)更為簡(jiǎn)單。

(來(lái)源：沼氣圈)